CS223352B1

CS223352B1 - Axiální ventilátor reversibilního elektrického točivého stroje

Info

Publication number: CS223352B1
Application number: CS766346A
Authority: CS
Inventors: Josef Hlavac; Miloslav Ziegler
Original assignee: Josef Hlavac; Miloslav Ziegler
Priority date: 1976-10-01
Filing date: 1976-10-01
Publication date: 1983-10-28
Also published as: DE2736773A1; GB1579493A

Abstract

Vynález se týká generátor-motorů pro prečerpací centrály a řeší problém chlazení těchto strojů. Axiální ventilátor má na náboji upevněné oběžné lopatky, které jsou volně otočné a jejichž krajní polohy jsou vymezeny narážkami, umístěnými mezi sousedními oběžnými lopatkami. Na odběžných hranách oběžných lopatek, na jejich části přivrácené k náboji ventilátoru mohou být oběžné lopatky opatřeny výstupky anebo výstupky s kladičkami, kterými se sousední oběžné lopatky navzájem dotýkají. Oběžné lopatky mohou být navzájem propojeny propojovacími táhly. Válcové čepy, na kterých jsou oběžné lopatky otočné, mohou být vytvořeny buď na oběžných lopatkách, nebo na náboji ventilátoru.

Description

Vynález se týká generátor-motorů pro prečerpací centrály a řeší problém chlazení těchto strojů.

Axiální ventilátor má na náboji upevněné oběžné lopatky, které jsou volně otočné a jejichž krajní polohy jsou vymezeny narážkami, umístěnými mezi sousedními oběžnými lopatkami. Na odběžných hranách oběžných lopatek, na jejich části přivrácené k náboji ventilátoru mohou být oběžné lopatky opatřeny výstupky anebo výstupky s kladičkami, kterými se sousední oběžné lopatky navzájem dotýkají. Oběžné lopatky mohou být navzájem propojeny propojovacími táhly. Válcové čepy, na kterých jsou oběžné lopatky otočné, mohou být vytvořeny buď na oběžných lopatkách, nebo na náboji ventilátoru.

Vynález se týká axiálního ventilátoru reversibilního elektrického točivého stroje, jehož oběžné kolo je upevněno na rotoru tohoto stroje a jehož oběžné lopatky jsou spojeny s nábojem pomocí válcových čepů s radiálně orientovanými osami.

U elektrických strojů točivých s jedním smyslem otáčení se s výhodou užívá axiálních ventilátorů, jejichž oběžná kola jsou nasazena přímo na hřídeli strojů. Tyto axiální ventilátory uvádějí do pohybu chladicí plyn, například vzduch, vodík atd., který odvádí ztrátové teplo z aktivních částí stroje. Zpravidla jsou na stroji umístěny dva ventilátory, které nasávají chladicí plyn od vnějších krytů stroje a ženou jej dovnitř stroje. Předností axiálních ventilátorů je relativně dobrá účinnost a výhodné usměrnění plynu vystupujícího z ventilátoru vůči dalšímu ventilačními traktu stroje. U reverslbilních strojů nebylo zatím možné axiálních ventilátorů používat. Známé axiální ventilátory totiž mění při změně smyslu otáčení i smysl proudění plynu, což odporuje požadavkům ventilačního obvodu. Kromě toho aerodynamická účinnost axiálního ventilátoru s oběžnými lopatkami při opačném smyslu otáčení prudce klesá.

Proto u reversibilních strojů, například generátormotorů pro přečerpávací centrály, řešila se ventilace s pomocí radiálních ventilátorů, případně v kombinaci s využitím vlastního ventilačního účinku hvězdy rotoru, nebo pomocí cizích ventilátorů. Všechna tato uspořádání mají proti použití axiálních ventilátorů na hřídeli určité nevýhody, spojené buď se zvýšením ventilačních ztrát, nebo se složitější dispozicí stroje.

Uvedené nevýhody odstraňuje vynález axiálního ventilátoru reversibilního elektrického stroje, jehož podstata spočívá v tom, že oběžné lopatky ventilátoru jsou uloženy na náboji ventilátoru volně otočně, přičemž jejich krajní polohy natáčení jsou vymezeny narážkami. Osa souměrnosti kapkového profilu oběžné lopatky ventilátoru má společný bod s radiálně orientovanou osou natáčení oběžné lopatky ventilátoru. Spojnice bodu dotyku dvou sousedních oběžných lopatek ventilátoru se středem natáčení každé z nich svírá úhel menší, než 90 stupňů.

Na odběžných hranách oběžných lopatek ventilátoru jsou v prodloužení lopatkového profilu na části radiální výšky oběžných lopatek ventilátoru přiléhající k náboji ventilátoru výstupky pro vytvoření bodu dotyku dvou sousedních oběžných lopatek ventilátoru. Na odběžných hranách oběžných lopatek ventilátoru anebo na výstupcích odběžné hrany jsou upevněny kladičky, jejichž osa otáčení je rovnoběžná s osou otáčení oběžné lopatky ventilátoru. Na oběžné lopatky ventilátoru jsou v místě jejich odběžných hran otočně připevněna pomocí čepů propojovací táhla všech oběžných lopatek ventilátoru. Narážky, vymezující krajní polohy natáčivého pohybu oběžných lopatek ventilátoru, jsou vytvořeny výstupky mezi sousedními oběžnými lopatkami ventilátoru na vnějším plášti náboje ventilátoru. Válcové čepy s radiálně orientovanou osou otáčení jsou vytvořeny na oběžných lopatkách ventilátoru a jsou natáčivě uloženy v náboji ventilátoru.

Náboj ventilátoru je opatřen válcovými čepy s radiálně orientovanou osou natáčení, na nichž jsou natáčivě uloženy oběžné lopatky ventilátoru. Krajní polohy oběžných lopatek ventilátoru jsou nesouměrné vůči axiálnímu paprsku procházejícímu radiálně orientovanou osou natáčení. Střed části kulové plochy vnějšího pláště náboje ventilátoru o poloměru r_A je v průsečíku osy natáčení oběžné lopatky ventilátoru a osy ventilátoru. Střed části kulové plochy vnitřní plochy hrdla ventilátoru o poloměru r_Bje v průsečíku osy natáčení oběžné lopatky ventilátoru a osy ventilátoru.

Příklad provedení předmětu vynálezu je uveden na výkresech, kde obr. 1 zobrazuje schematický řez generátormotorem pro dvojí smysl otáčení. Na obr. 2a a 2b jsou nakresleny oběžné lopatky 2 s narážkami 6, které vymezují úhly yi a /2. Na obr. 3a, 3b, 3c jsou zobrazeny oběžné lopatky 2 ventilátoru na jejich odběžných hranách 10 jsou výstupky 9, popřípadě jsou opatřené kladičkami 16, pro vytvoření dorazu v bodě 8 dotyku dvou sousedních oběžných lopatek 2 ventilátoru. Na obr. 4a, 4b, jsou na oběžné lopatky 2 ventilátoru pomocí čepů 12 připevněna propojovací táhla 11 zajišťující současné překlopení všech oběžných lopatek 2 ventilátoru.

Na obr. 5 je zobrazeno natáčivé upevnění oběžné lopatky 2 ventilátoru, kde čep 13 je součástí oběžné lopatky 2 ventilátoru. Na obr. 6 je zobrazeno upevnění oběžné lopatky 2 ventilátoru jiným řešením. Na obr. 7 je zobrazen detail řezu ventilátorem.

Na obr. 1 je schematický řez generátormotorem pro dvojí smysl otáčení. Dva axiální ventilátory ženou chladicí vzduch od vnějších krytů dovnitř stroje a směr proudění je vyznačen šipkami. Oběžné kolo každého z ventilátorů tvoří náboj 1 ventilátoru a oběžné lopatky 2 ventilátoru. Stojící část ventilátoru tvoří hrdlo 3 ventilátoru. Oběžné lopatky 2 ventilátoru jsou volně otočné kolem radiálně orientované osy 4 natáčení.

Obr. 2a, 2b ukazují v rozvinutém axiálním pohledu lopatkové mříže axiálního ventilátoru s oběžnými lopatkami 2 ventilátoru ve dvou krajních polohách. Plně vyznačená poloha odpovídá smyslu otáčení zleva doprava, čárkovaná poloha opačnému smyslu otáčení. Rozvinutý řez oběžné lopatky 2 ventilátoru, má na každém poloměru ventilátoru kapkový profil, souměrný podle jeho osy 18. Oběžné lopatky 2 ventilátoru jsou na náboji 1 ventilátoru upevněny natáčivě kolem válcových čepů 5, jejichž osa je radiální. Krajní polohu oběžných lopatek 2 ventilátorů pro příslušný směr otáčení fixují narážky 6, které jsou vytvořeny jako radiálně nízké výstupky náboje 1 ventilátoru. Krajní polohy oběžných lopatek 2 ventilátoru na obr. 2b jsou nesouměrné vůči axiálnímu paprsku 7, procházejícímu osou natáčení, tzn., že úhly mezi osou 18 lopatkového profilu a tangenciálním paprskem 17, procházejícím radiálně orientovanou osou 4 natáčení nejsou pro krajní polohy oběžných lopatek 2 ventilátoru stejné (χι 4= 72).

Obr. 3a, 3b ukazují v detailním pohledu dvě sousední oběžné lopatky 2 ventilátou v době, kdy levá z nich se po změně smyslu otáčení účinkem aerodynamických sil z původní, čárkovaně vyznačené polohy, překlápí, zatím-co pravá vlivem vyššího tření zůstává zatím v původní poloze. V okamžiku zachyceném na obr. 3a právě došlo k dotyku obou oběžných lopatek 2 ventilátoru v bodě 8 dotyku. Úhel «1, sevřený spojnicemi bodu 8 dotyku se středem natáčení každé z obou oběžných lopatek 2 ventilátoru, je ostrý. Tím je vytvořen předpoklad, že oběžná lopatka 2 ventilátoru, která se dostala do pohybu jako první, vyvolá na sousední oběžnou lopatku 2 ventilátoru silový účinek, který tuto rovněž uvede do pohybu. Na obr. 3b je lopatkový profil na části radiální výšky oběžné lopatky 2 ventilátoru protažen do výstupku 9, na jehož povrchu se nachází bod 8 dotyku. Tímto opatřením se při jinak shodných poměrech zmenšil úhel a(a_b < ai_a), čímž se zvětšilo silové působení překlopené oběžné oběžné lopatky 2 ventilátoru na nepřeklopenou.

Na obr. 3c je na konci výstupku 9 otočně upevněna kladička 1S, která se při případném dolehnutí na sousední oběžnou lopatku 2 ventilátoru pootočí a tím usnadní její překlopení.

Jiné řešení zajištující současné překlopení všech oběžných lopatek 2 ventilátoru, je vyznačeno na obr. 4a, 4b. Obr. 4a ukazuje v axiálním pohledu a obr. 4b v rozvinutém radiálním pohledu skupinu oběžných lopatek 2 ventilátoru, k nimž jsou v místě jejich odběžných hran 10 otočně připevněna pomocí čepů 12 propojovací táhla 11, která po propojení tvoří uzavřenou obvodovou soustavu. Pomocí této soustavy propojovacích táhel 11 dojde při změně smyslu otáčení k současnému překlopení všech oběžných lopatek 2 kolem radiálně orientovaných os 4 natáčení do žádané polohy. Funkci propojovacích táhel 11 může alternativně plnit i lankové spojení.

Na obr. 5 je vyobrazeno natáčivé upevnění oběžné lopatky 2 ventilátoru, při němž válcový čep 13 s radiálně orientovanou osou 4 natáčení, vytvořený jako součást oběžné lopatky 2 ventilátoru, je natáčivě uložen v náboji 1 ventilátoru. Snížení momentu potřebného k natočení oběžné lopatky 2 ventilátoru je docíleno použitím kluzných pouzder 14.

Obr. 6 ukazují jiné řešení natáčivého upevnění oběžné lopatky 2 ventilátoru, při němž náboj 1 ventilátoru je opatřen válcovými čepy 15 s radiálně orientovanými osami 4 natáčení a na nich jsou natáčivě uloženy oběžné lopatky 2 ventilátoru. Snížení momentu potřebného k natočení oběžné lopatky 2 ventilátoru je opět docíleno použitím kluzných pouzder 14.

Obr. 7 ukazuje detail řezu ventilátorem, v němž vnější plocha náboje 1 ventilátoru v úseku vyznačeném „A“ a vnitřní plocha hrdla 3 ventilátoru v úseku vyznačeném „B“ jsou vytvořeny jako části kulových ploch se středem na radiálně orientované ose 4 natáčení oběžných lopatek 2 a poloměrech r_A, respektive r_B.

Popsané řešení podle vynálezu lze s výhodou využít u generátormotorů pro přečerpávací centrály, které mají při generátorickém a motorickém režimu různý smysl otáčení. Toto řešení lze s výhodou aplikovat i u jiných reversibilních elektrických strojů.

Claims

predmet

1. Axiální ventilátor reverslbilního elektrického točivého stroje, jehož oběžné kolo je upevněno na rotoru zmíněného stroje a jehož oběžné lopatky jsou spojeny s nábojem pomocí válcových čepů s radiálně orientovanými osami, vyznačený tím, že 0běžné lopatky (2) ventilátoru jsou uloženy na náboji (1) ventilátoru volně otočně, přičemž jejich krajní polohy natáčení jsou vymezeny narážkami (6).
2. Axiální ventilátor podle bodu 1, jehož oběžné lopatky ventilátoru jsou na každém poloměru ventilátoru souměrného kapkového profilu, vyznačený tím, že oběžné lopatky (2) jsou symetrické podle osy (18) souměrnosti a na povrchu profilu mají spoVYNÁLEZU léčný bod s radiálně orientovanou osou (4j natáčení oběžné lopatky (2J ventilátoru.
3. Axiální ventilátor podle bodu 1, vyznačený tím, že spojnice bodu (8) dotyku dvou sousedních oběžných lopatek (2) ventilátoru svírají se středem natáčení každé z nich úhel (aj menší než 90°.
4. Axiální ventilátor podle bodu 1, vyznačený tím, že na odběžných hranách (10) oběžných lopatek (2) ventilátoru jsou v prodloužení lopatkového profilu na části radiální výšky oběžných lopatek (2) ventilátoru přiléhající k náboji (1) ventilátoru výstupky (9) pro vytvoření bodu (8) dotyku dvou sousedních oběžných lopatek (2) ventilátoru.
5. Axiální ventilátor podle bodů 1 a 4, vyznačený tím, že na odběžných hranách (10) oběžných lopatek (2) ventilátoru anebo na výstupcích (9) odběžné hrany (10) jsou upevněny kladiěky (16), jejichž osa otáčení je rovnoběžná s osou (4) otáčení oběžné lopatky (2) ventilátoru.
6. Axiální ventilátor podle bodu 1, vyznačený tím, že na oběžné lopatky (2) ventilátoru jsou v místě jejich odběžných hran (10) otočně připevněna pomocí čepů (12) propojovací táhla (11) všech oběžných lopatek (2) ventilátoru.
7. Axiální ventilátor podle bodu 1, vyznačený tím, že narážky (6) vymezující krajní polohy natáčivého pohybu oběžných lopatek (2) ventilátoru jsou vytvořeny výstupky mezi sousedními lopatkami na vnějším plášti náboje (lj ventilátoru.
8. Axiální ventilátor podle bodu 1, vyznačený tím, že v oběžných lopatkách (2) ventilátoru jsou upevněny válcové čepy (15) s radiálně orientovanou osou (4) natáčení, jejichž konce jsou natáčivě uloženy v náboji (1) ventilátoru.
9. Axiální ventilátor podle bodu 1, vyznačený tím, že náboj (1) ventilátoru je opatřen válcovými čepy [15) s radiálně orientovanou osou (4) natáčení, na nichž jsou natáčivě uloženy oběžné lopatky (2) ventilátoru.
10. Axiální ventilátor podle bodu 1, vyznačený tím, že krajní polohy oběžných lopatek (2) ventilátoru jsou nesouměrné vůči axiálnímu paprsku (7) procházejícímu radiálně orientovanou osou (4) natáčení.
11. Axiální ventilátor podle bodu 1, jehož vnější plocha náboje ventilátoru je tvaru části kulové plochy, vyznačený tím, že střed části (A) kulové plochy vnějšího pláště náboje (1) ventilátoru o poloměru (r_A) je v průsečíku osy (4) natáčení oběžné lopatky (2) ventilátoru a osy (19) ventilátoru.
12. Axiální ventilátor podle bodu 1, jehož vnitřní plocha hrdla ventilátoru je v části protilehlé oběžným lopatkám tvaru části kulové plochy, vyznačený tím, že střed části (B) kulové plochy vnitřní plochy hrdla (3) ventilátoru o poloměru (r_B) je v průsečíku osy (4) natáčení oběžné lopatky (2) ventilátoru a osy (19) ventilátoru.